Задание:
Объект: автосервис 30,4х15,3х5,8 м (ДхШхВ).
Грунт: песчаный. Удельное сопротивление грунта: 500 Ом*м.

Требуется провести расчёты и создать проект молниезащиты и заземляющего устройства с сопротивлением 10 Ом. При удельном сопротивлении земли ρ > 100 Ом*м допускается увеличивать указанные нормы в 0,01 • ρ раз, но не более десятикратного.

0,01 * ρ = 0,01 * 500 = 5
5 * 10 = 50 Ом.


Решение:
Автосервис в соответствии с РД 34.21.122-87 относится ко III категории молниезащиты и должен быть защищен от прямых ударов молнии и заноса высокого потенциала через наземные (надземные) металлические коммуникации.

Выбирается зона защиты Б в соответствии с пунктом 4 таблицы 1 РД 34.21.122-87 и определенным ниже ожидаемым количеством поражений молнией в год.
Защита от заноса высокого потенциала осуществлена путем присоединения металлических колонн здания автосервиса к заземляющему устройству. Колонны имеют непрерывную электрическую связь между собой.

Ожидаемое количество поражений объекта молнией за год определяется по формуле:

Задание: «Необходимо построить солнечную электростанцию, которая позволит экономить на оплате за электроэнергию, особенно в летний период, когда кондиционеры у отдыхающих работают круглосуточно. Слышал, есть "закон о микрогенерации", который даёт возможность владельцу частной солнечной электростанции продавать излишки электроэнергии в сеть. Также беспокоит отключения электроэнергии, это случается нечасто, но всё же доставляет массу неудобств нашим гостям».
С такой задачей в компанию «Техно-Сеть» обратился владелец коттеджа Николай Николаевич зимой 2025 г.
⠀
«Тема с солнечными электростанциями давно была у меня в голове. Но в последние годы удорожание электроэнергии происходит настолько стремительно, что пришло время не просто думать, а делать. Вообще странно, что солнечные электростанции ещё не стоят на каждом доме. Ведь наш Крым — это солнечный регион. И тут, как нигде, частные, да и коммерческие солнечные электростанции будут очень кстати», — рассказывает Николай Николаевич, владелец коттеджа.
⠀
До обращения: У владельца однофазная линия электропитания, на ней запитан коттедж и дом, в котором проживают хозяева. Летом коттедж довольно активно расходует электроэнергию на охлаждение кондиционерами, которые практически не выключаются, даже когда отдыхающие уходят на море, а потом на обогрев воды, чтобы они же могли помыться после моря. Вне сезона отапливается дом, где проживают хозяева, но периодически приходилось протапливать электрообогревателями и сам коттедж, чтобы в нем не образовывалась сырость. И всё это довольно накладно по ежемесячным платежам за электричество. Хозяин не знал своего потребления и какой тип солнечной электростанции ему выбрать.

После изучения пожеланий заказчика, инженерами «Техно-Сеть» были произведены замеры общей нагрузки, замеры кровли и выполнен расчет солнечной электростанции (СЭС). Оптимальным решением стала гибридная солнечная электростанция мощностью 5 кВт. Составлена подробная спецификация оборудования, необходимого для полноценной установки станции «под ключ», а также расчёт будущей генерации и замещения сетевой электроэнергии солнечной.

где:
h = 5,8 м – наибольшая высота объекта;
L = 30,4 м – длина объекта;
S = 15,3 м – ширина объекта;
n – плотность ударов молнии на 1 км2 земной поверхности в год.
n = 6,7 · Тгр/100, где Тгр – средняя продолжительность гроз в часах.

Для Московской области средняя продолжительность гроз составляет 20-40 часов.
Следовательно:

Так как компания «Техно-Сеть» дополнительно занимается молниезащитными системами, по просьбе заказчика был установлен молниезащитный контур заземления. Место для контура оказалось крайне ограничено, но наши инженеры произвели математические расчёты, вычислили нужную глубину и количество стержней контура заземления для правильного его функционирования. По завершению монтажа к контуру подключили каркас солнечных панелей и защитную автоматику по постоянному току через УЗИПы. В случае попадания молнии рядом или в каркас панелей, произойдет растекание тока в контур заземления и оборудование не пострадает.

Ожидаемое количество поражений молнией объекта в год составляет 0,00604 поражений в год.

Защита объекта от прямых ударов молнии выполняется при помощи двойного ZANDZ
Молниеприемника вертикального 16 м, имеющего следующие габаритные размеры:
h0 = 0,92 * h = 0,92 * 16 = 14,7 м, где h = 16 м – высота молниеприемника.
r0 = 1,5 * h = 1,5 * 16 = 24 м.
rx = 1,5 * (h - hx/0,92) = 1,5 * (16 - 5,8/0,92) = 14,5 м.
hc = h0 - 0,14(L - h) = 14,72 - 0,14(38,7 - 16) = 11,5 м.
rc = r0 = 24 м.
rcx = r0(hc - hx)/hc = 24(11,5 - 5,8)/11,5 = 11,9 м.

Границы зон защиты см. чертежи настоящего проекта.
Заземляющее устройство автосервиса состоит из комплектов электролитического заземления ZZ-100-102 (по 2 шт. на каждый молниеприемник) и омеднённой полосы 30х4 GL-11075, соединенных при помощи зажима для подключения проводника ZZ-005-064 в соответствии с ГОСТ 21130-75 (полную спецификацию и ссылки на описание оборудования смотрите ниже).
Для болтовых соединений выполнить гидроизоляцию и предусмотреть возможность осмотра соединений в любое время.

Заземляющее устройство присоединить к молниеприемнику при помощи сварки.
Заземляющее устройство прокладывается на глубине 0,5 м от поверхности земли на расстоянии 1 м от молниеприемника.

В качестве токоотвода выступает собственная конструкция ZANDZ Молниеприемника вертикального 16 м (оцинк. сталь; с закладными под фундамент) в соответствии с п. 3.2.2.5 СО 153-34.21.122-2003. Электрическая непрерывность между разными частями обеспечена на долгий срок.

Заземляющее устройство организуется на наиболее приближенной территории вне охранной зоны подземных коммуникаций, точное местоположение уточняется при его сооружении.

Устройство наружного заземляющего устройства см. чертежи настоящего проекта.
Монтаж молниезащиты и заземления выполнить согласно ПУЭ, изд. 7, РД 34.21.122-87 "Инструкции по устройству молниезащиты зданий и сооружений", СО 153-34.21.122-2003 "Инструкции по устройству молниезащиты зданий, сооружений и промышленных коммуникаций", ГОСТ 21130-75 «Изделия электротехнические. Зажимы заземляющие и знаки заземления. Конструкция и размеры».


Расчет сопротивления заземляющего устройства:
Требуемое сопротивление заземляющего устройства: 10 Ом.
Допустимое сопротивление заземляющего устройства: 50 Ом.

Комплект электролитического заземления ZZ-100-102 состоит из:

• электрод-заземлитель – 1 шт. (0,6 х 0,06 х 2,4 м);
• заполнитель околоэлектродный - 3 мешка (0,1 м³).

Рассчитываем сопротивление комплекта электролитического заземления ZZ-100-102:

Результат: благодаря установке гибридной СЭС на частном коттедже, удалось:

• сократить потребление электроэнергии из городской сети на 80% в дневное время;
• на 40% снизить платежи за электроэнергию уже в первый месяц эксплуатации станции;
• обеспечить возможность оперативного добавления литиевого накопителя в систему СЭС для резервирования электроснабжения;
• значительно сократить зависимость от роста тарифов городского электроснабжения;
• обеспечить возможность периодического отапливания дома и коттеджа в осенне-зимний период от электросети солнечной станции, чтобы предотвратить образование сырости.

где:
C – безразмерный коэффициент, описывающий содержание электролита в окружающем грунте;
ρ – удельное сопротивление грунта, Ом*м;
ρн – удельное сопротивление грунта - заполнителя, Ом*м;
l – длина заземлителя, м;
r0 – радиус заземлителя, м;
r – радиус выемки котлована, м.
ρ = 500 Ом*м;
ρн = 0,5-1 Ом*м;
r = 0,1 м;
r0 = 0,03 м;
l = 2,4 м;
C = 0,125;

Расчетное сопротивление заземляющего устройства составляет 16,05 Ом, что меньше допустимого сопротивления 50 Ом.

Перечень необходимых материалов

"В перспективе обязательно установлю литиевый накопитель для резервирования электроэнергии на случай аварийных отключений. Также думаю задействовать литиевый накопитель для компенсации электропотребления в вечерне-ночное время. Но самое глобальное, что мне предстоит, — это заключить договор на продажу электроэнергии в сеть согласно закону о микрогенерации", — сообщает Николай Николаевич.



Если вы задумываетесь об установке солнечной электростанции на своём объекте, специалисты «Техно-Сеть» проконсультируют вас в этом вопросе бесплатно:

• помогут определиться с типом СЭС (автономная, сетевая или гибридная);
• рассчитают экономический эффект от использования станции, срок окупаемости и конечную выгоду использования солнечной энергии.

Обращайтесь в компанию «Техно-Сеть» по контактным данным на сайте или заполните форму обратной связи ниже, и мы с вами оперативно свяжемся.

>>> Скачать проект молниезащиты и заземления автосервиса в формате DWG (AutoCAD).
>>> Скачать проект молниезащиты и заземления автосервиса в формате PDF.
>>> Скачать таблицу со спецификацией.